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RNAレプリコンによる遺伝子治療を実現する高分子ミセル型ナノキャリアの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K23614
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0403:人間医工学およびその関連分野
研究機関地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所

研究代表者

宮崎 拓也  地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 「貼るだけ人工膵臓」プロジェクト, 研究員(任期有) (80844779)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードRNAレプリコン / 遺伝子治療 / 高分子ミセル / ポリエーテル / ブロック共重合体 / ドラッグデリバリーシステム / ポリイオンコンプレックス / 生分解性ポリマー / メッセンジャーRNA / トランスフェクション / 核酸医薬 / ドラックデリバリーシステム
研究開始時の研究の概要

RNAレプリコン単体を用いた遺伝子治療は、生体内での治療用タンパク質の産出に関して有効性を示さなかったが、これは生体内のRNA分解酵素によりRNAレプリコンが分解されるためであると考えられている。本研究では、全身投与でRNAレプリコンを効率的に送達できる高分子ミセル型ナノキャリアを開発することで、難治性疾患に対する遺伝子療法を奏功させることを目指す。RNAレプリコンの送達効率を最大限に高める方法を確立するために、RNAレプリコンを高分子ミセルに内包してミセルのコア形成鎖である柔軟性ポリカチオン鎖との結合力を高め、RNA分解酵素の障壁を突破し機能させる方法を検証する。

研究成果の概要

RNAレプリコンは自己複製によりメッセンジャーRNAを産出し、細胞質内において治療用タンパク質を翻訳することから核酸医薬としての応用が期待されているが、RNA分解酵素による分解が生体応用に向けた障壁となっている。そこで、本研究では、柔軟性の高いポリエーテルとレプリコンから高分子ミセルを作製し、RNAと強く相互作用するアミノ酸をミセルに導入することによって安定化させ、RNA分解酵素に対する安定性の向上を狙った。さらに、アミノ酸を導入する際に生分解性エステル結合を用いることで、ミセルへの生分解性の付与を試みた。本研究により安全性および有効性を両立したRNAレプリコン送達ナノキャリアの創製を目指す。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コロナワクチンをきっかけにメッセンジャーRNAが核酸医薬として注目され、有効性をさらに高めたRNAレプリコンが次世代の核酸医薬として注目されている。しかしながら、レプリコンは生体内で直ちに分解されることから臨床応用に向けては分解を抑制できるキャリア分子の開発が必要不可欠である。本研究では、RNAに強く結合する柔軟性ポリマーにアミノ酸を導入することで、レプリコンを酵素分解から保護することに成功した。その結果、レプリコンを培養細胞において機能させることに成功した。本研究で得られた成果をさらに発展させることで、近い将来にRNAレプリコンを臨床応用することができると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (4件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Boronic Acid Ligands Can Target Multiple Subpopulations of Pancreatic Cancer Stem Cells via pH-Dependent Glycan-Terminal Sialic Acid Recognition2021

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Takuya、Khan Thahomina、Tachihara Yoshihiro、Itoh Michiko、Miyazawa Taiki、Suganami Takayoshi、Miyahara Yuji、Cabral Horacio、Matsumoto Akira
    • 雑誌名

      ACS Applied Bio Materials

      巻: - 号: 9 ページ: 6647-6651

    • DOI

      10.1021/acsabm.1c00383

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recombinant Thrombomodulin Attenuates Preeclamptic Symptoms by Inhibiting High-Mobility Group Box 1 in Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Oda Hiroko、Nagamatsu Takeshi、Schust Danny J、Cabral Horacio、Miyazaki Takuya、Iriyama Takayuki、Kawana Kei、Osuga Yutaka、Fujii Tomoyuki
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 162 号: 4

    • DOI

      10.1210/endocr/bqaa248

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Strategies for ligand-installed nanocarriers2021

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Takuya、Nakagawa Yasuhiro、Cabral Horacio
    • 雑誌名

      Handbook of Nanotechnology Applications

      巻: - ページ: 633-655

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-821506-7.00024-7

    • ISBN
      9780128215067
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Guanidine-phosphate interactions stabilize polyion complex micelles based on flexible catiomers to improve mRNA delivery2020

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazaki, S. Uchida, H. Hatano, Y. Miyahara, A. Matsumoto, H. Cabral
    • 雑誌名

      Eur. Polym. J.

      巻: 140 ページ: 110028-110028

    • DOI

      10.1016/j.eurpolymj.2020.110028

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bundling of mRNA strands inside polyion complexes improves mRNA delivery efficiency in vitro and in vivo2020

    • 著者名/発表者名
      Koji Kyoko、Yoshinaga Naoto、Mochida Yuki、Hong Taehun、Miyazaki Takuya、Kataoka Kazunori、Osada Kensuke、Cabral Horacio、Uchida Satoshi
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 261 ページ: 120332-120332

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2020.120332

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature-Stable Boronate Gel-Based Microneedle Technology for Self-Regulated Insulin Delivery2020

    • 著者名/発表者名
      Chen Siyuan、Miyazaki Takuya、Itoh Michiko、Matsumoto Hiroko、Moro-oka Yuki、Tanaka Miyako、Miyahara Yuji、Suganami Takayoshi、Matsumoto Akira
    • 雑誌名

      ACS Applied Polymer Materials

      巻: 2 号: 7 ページ: 2781-2790

    • DOI

      10.1021/acsapm.0c00341

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of polymeric micelles for <em>in vivo</em> mRNA delivery through stable complexation with flexible block catiomers2020

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Takuya、Uchida Satoshi、Cabral Horacio
    • 雑誌名

      Materials Proceedings

      巻: 4 ページ: 5-5

    • DOI

      10.3390/iocn2020-07857

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polymeric Nanocarriers with Controlled Chain Flexibility Boost mRNA Delivery In Vivo through Enhanced Structural Fastening2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Miyazaki, Satoshi Uchida, Satoru Nagatoishi, Kyoko Koji, Taehun Hong, Shigeto Fukushima, Kouhei Tsumoto, Kazuhiko Ishihara, Kazunori Kataoka, Horacio Cabral
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 難治性膵臓癌を標的としたホストゲスト相互作用を介した環状中分子薬剤担持型pH応答性高分子ミセルの開発2021

    • 著者名/発表者名
      立原義宏、中川泰宏、アンキタオ、ファンジョージ、宮崎拓也、五十嵐一紀、クォーダーサビーナ、安楽泰孝、片岡一則、カブラルオラシオ
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会2020年度関東ブロック発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 吸水性と力学的強度を向上させるポリグリセロール融合型ゲルマイクロニードルの設計と評価2021

    • 著者名/発表者名
      宮崎拓也、Chen Siyuan、伊藤美智子、松元亮、諏澤杏香、宮原裕二、松本裕子、金井紗耶香、菅波孝祥
    • 学会等名
      第32回高分子ゲル研究討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Bioinspired design of stable siRNA-loaded polyion complex micelles from strong Tryptophan/Tyrosine-RNA interactions for siRNA delivery2020

    • 著者名/発表者名
      Wenqian Yang, Takuya Miyazaki, Yasuhiro Nakagawa, Satoshi Uchida, Kazunori Kataoka, Horacio Cabral
    • 学会等名
      69th Society of Polymer Science (SPSJ) Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Phosphocoline ligands target tumor cell mitochondria in vivo2020

    • 著者名/発表者名
      Taehun Hong, Takuya Miyazaki, Kazunori Igarashi, Yasuhiro Nakagawa, Eger Rigte Boonstar, Koji Kyoko, Yu Matsumoto, Tatsuya Yamasoba, Horacio Cabral
    • 学会等名
      33rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of PEG-Polycation Chain Flexibility on siRNA loaded Polyion Complex Micelles Assembly2020

    • 著者名/発表者名
      Wenqian Yang, Takuya Miyazaki, Yasuhiro Nakagawa, Pengwen Chen, Taehun Hong, Horacio Cabral
    • 学会等名
      2nd International online conference on nanomedicine
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 妊娠期の化学療法に向けた高分子ミセル型ナノキャリアの構造最適化2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎拓也
    • 学会等名
      第28回日本胎盤学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of phosphocoline-based ligands for in vivo mitochondria targeting2020

    • 著者名/発表者名
      Taehun Hong, Takuya Miyazaki, Kazunori Igarashi, Yasuhiro Nakagawa, Eger Rigte Boonstar, Koji Kyoko, Yu Matsumoto, Tatsuya Yamasoba, Horacio Cabral
    • 学会等名
      The 36th Annual Meeting of the Japan Society of Drug Delivery System
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of flexible polycation-based mRNA delivery systems for in vivo applications2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Miyazaki
    • 学会等名
      2nd International Online-Conference on Nanomaterials
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Macrocyclic Drug Loaded pH-sensitive Polymeric Micelles via Host Guest Chemistry2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Tachihara, Yasuhiro Nakagawa, Anqi Tao, George Huang, Takuya Miyazaki, Kazunori Iagarashi, Sabina Quader, Yasutaka Anraku, Kazunori Kataoka, Horacio Cabral
    • 学会等名
      3rd G’Lowing Polymer Symposium in KANTO
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of PEG-Polycation Chain Flexibility on siRNA loaded Polyion Complex Micelles Assembly2020

    • 著者名/発表者名
      Wenqian Yang, Takuya Miyazaki, Yasuhiro Nakagawa, Pengwen Chen, Taehun Hong, Horacio Cabral
    • 学会等名
      3rd G’Lowing Polymer Symposium in KANTO
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of polymeric micelles for mRNA delivery through stable complexation with flexible block ionomers2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Miyazaki, Satoshi Uchida, Horacio Cabral
    • 学会等名
      1st French-Japanese Symposium on Polymer Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 妊娠期の化学療法に向けた高分子ミセルのサイズ制御2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎拓也、鈴木研資、永松健、片岡一則、カブラルオラシオ
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Strong interactions between detachable tryptophan and mRNA enhance the stability and the biodegradability of polyion complex micelles aimed to in situ production of therapeutic proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Miyazaki, Satoshi Uchida, Horacio Cabral
    • 学会等名
      Controlled Release Society Virtual Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 柔軟なポリエーテル骨格ポリカチオンによるmRNA内包高分子ミセルの安定化2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎拓也、内田智士、片岡一則、カブラルオラシオ
    • 学会等名
      第66回高分子研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 妊娠期の化学療法に向けたナノ医薬の開発2019

    • 著者名/発表者名
      宮崎拓也
    • 学会等名
      第26回次世代医工学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/takuyamiyazaki

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] ポリグリセロール、該ポリグリセロールを含む複合ゲル組成物、該複合組成物を含む薬剤送達マイクロニードルおよびそれらの製造方法2021

    • 発明者名
      宮崎拓也
    • 権利者名
      地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所、東京医科歯科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-003838
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] ニコチンアミド内包ミセル2020

    • 発明者名
      宮崎拓也
    • 権利者名
      東京大学、あすか製薬
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-171414
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] タンパク質内包高分子ミセル2020

    • 発明者名
      宮崎拓也
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 薬剤送達デバイスおよびその製造方法2020

    • 発明者名
      宮崎拓也
    • 権利者名
      地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所、東京医科歯科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-057997
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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